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低温甲醇洗六塔工艺与五塔工艺区别的探究

发表时间：2020/11/9 来源：《建筑科技》2020年6月下作者：孙景贤刘丹颜坤坤马洪骏

[导读] 根据本公司的六塔生产系统现状与传统低温甲醇洗五塔工艺相比较，对现有生产系统做出评价，提出六塔改进的好.传统低温甲醇洗五塔工艺与大连理工大学的六塔低温甲醇洗工艺的不同，以及它们各自的优缺点，本工段是大连理工大学低温甲醇洗工艺，本论文进行比较低温甲醇洗工艺不同，以及六塔工艺的好处。

兖矿新疆煤化工有限公司孙景贤刘丹颜坤坤马洪骏 830000

摘要：根据本公司的六塔生产系统现状与传统低温甲醇洗五塔工艺相比较，对现有生产系统做出评价,提出六塔改进的好.传统低温甲醇洗五塔工艺与大连理工大学的六塔低温甲醇洗工艺的不同,以及它们各自的优缺点,本工段是大连理工大学低温甲醇洗工艺，本论文进行比较低温甲醇洗工艺不同，以及六塔工艺的好处。
关键词：低温甲醇洗工艺生产工艺亨利定律相对溶解度
        前言：本论文从大连理工大学低温甲醇洗六塔工艺与传统低温甲醇洗五塔工艺的生产、消耗、优缺点进行阐述。
        结合本公司低温甲醇洗工艺分析其六塔工艺与五塔工艺的区别，下面简述如下：
        1、本公司低温甲醇洗六塔工艺流程叙述
        主要任务是将氨变换来的变换气和甲醇变换来的变换气,分别经甲醇洗涤塔Ⅰ和甲醇洗涤塔Ⅱ将变换气中的H2S、COS、CO2脱除.出甲醇洗涤塔Ⅰ精制气,再经液氮洗进一步脱除净化气中的CH3OH、CO2、Ar、CO、CH4等气体，配制N2：H2比为1:3的生产合成氨所需的精制气，经原料气换热器回收冷量后送往氨合成工段。出甲醇洗涤塔Ⅱ的精制气，与原料气冷却器II换热回收冷量后，送往甲醇合成.同时对甲醇富液进行再生循环使用另外，本系统还要根据设计要求，对溶液系统做到精心操作,严格控制好工艺指标,确保为尿素系统提供纯度≥98.5%的CO2气体，并满足硫回收生产所需的酸性气浓度,同时还必须保证尾气达标排放。
       系统的废水及甲醇的处理，进入甲醇/水分离塔的甲醇经塔釜再沸器加热，甲醇气体从塔顶出来直接进入甲醇再生塔，塔底出来的废水则在水换热器内与尾气洗涤水换热降温后送往污水处理工段处理。
        整个工段的排放甲醇由排放甲醇收集槽收集后，经排放甲醇泵提压后送入甲醇/水分离塔进行回收。损耗的甲醇由甲醇罐区补给。
       （1）低温甲醇洗六塔作用
        甲醇洗涤塔的作用：利用甲醇在低温下洗涤脱除工艺气中的CO2、H2S和COS等，净化工艺气。
        CO2解吸塔的作用：减压解吸溶解于甲醇中的CO2气，回收冷量。
        H2S浓缩塔作用：进一步解吸溶解于甲醇中的CO2，回收冷量；同时浓缩溶解在甲醇中的H2S。
        甲醇热再生塔作用：对甲醇进行彻底的热再生，使其中的H2S以及CO2等彻底解吸获得贫甲醇和富H2S酸气，浓缩H2S馏分,并向硫回收装置提供富含H2S≥40%（mol）的酸性气。
        甲醇/水分离塔的作用：实现甲醇和水的分离，回收甲醇同时保证循环甲醇中的水含量。
        尾气洗涤塔：洗涤尾气，使尾气达标排放。排放的尾气达到H2S+COS≤20mg/Nm3，CH3OH＜190mg/Nm3；排放的废水中CH3OH≤0.01%。
        （2）每个塔都有其很重要的作用，互相作用保证所有指标合格。
        2、传统低温甲醇洗五塔工艺
        其他公司低温甲醇洗采用五塔工艺，传统五塔流程可分为两大区，即热区和冷区，冷区有甲醇洗涤塔C1，CO2解析塔C2，H2S浓缩塔C3组成；热区由甲醇再生塔C4和甲醇/水分离塔C5组成。

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        此公司的尾气没有处理设备，产生的酸性气体不达标，不能生产硫酸，只能生产硫磺。
        3、本套工艺存在的问题
        在甲醇洗装置开车后就一直存在系统含水量偏高的情况，系统甲醇含水量最高达到2.0%,正常情况下在0.9%左右.脱水塔顶部甲醇含水量也在0.8%左右，比其他厂家高约0.3%。因所用煤硫含量较低，造成甲醇洗酸性气浓度偏低，H2S含量不大于15%，影响了克劳斯的反应,造成尾气排放严重超标，周围环境有恶臭气味。
        甲醇再生塔在装置开车初期，贫甲醇溶液中的H2S含量最高达到10 mg/ L，远远超过设计值0.7-1.0mg/L，经过提高甲醇再生塔的操作温度，贫甲醇溶液中的H2S含量下降到5-9mg/L,目前控制在9 mg/L左右。
        用加大气提氮量，降低甲醇溶液去甲醇再生塔的CO2含量，减少冷量损失。
        （1）甲醇毒性大，易对环境造成污染，对排放的甲醇残液需进行处理。塔的稳定操作是本工段外排废水达标的关键。
        （2）由于在低温操作，对材质和制造技术要求较高，设备制造有一定困难。
        （3）为回收冷量，换热设备特别多,流程复杂,换热设备费用大,绕管式换热器制造成本和难度相对较高。
       结论
        根据以上流程的叙述及同僚的介绍得出以下结论：
        （1）本公司流程采用六塔流程，比传统五塔流程多一个小塔,为回收氢气塔，此塔分上下两个闪蒸段,没有塔板；而传统基本为五塔流程；
        （2）流程中吸收塔分五段，在吸收塔底部比传统流程多一个闪蒸段，不设塔板；而传统流程吸收塔分四段；
        （3）流程中吸收塔上面三段分别设有中间冷却器；而传统只有上面两段设有中间冷却器；
        （4）流程CO2再生塔分四段，最上面为闪蒸段，不设塔板，第二段为CO2气中H2S洗涤段,有较多塔板，第三和四段为两个闪蒸段，不设塔板；而传统流程CO2再生塔分三段，前三段大连理工流程相同，没有第四段；
        （5）对系统的换热网络进行合理匹配，系统的用能更加合理，系统补冷更加合理，冷耗更少。
        （6）大连理工流程选择合适的工艺操作条件，减少气提氮用量；
        （7）大连理工流程比传统流程减少了四个中间贮罐，设备总台数少，占地面积略少，设备投资略省。
        （8）大连理工流程设计有半贫液循环，贫甲醇循环量比传统流程少约30%，深冷负荷比传统流程减少约30%，热再生负荷减少约30%。
        （9）大连理工流程采取多项措施保证系统甲醇中更低水含量；对换热网络的合理匹配，使得进吸收塔之前的甲醇水分离罐温度更合理,减少原料气带入主系统水量。
作者简介孙景贤，男，1989年10月1日，籍贯山东省滕州市，2014年毕业于北京化工大学，现任兖矿新疆煤化工有限公司甲醇车间净化班长